(57)【要約】  画像データを圧縮符号化する画像符号化方法は、画像データの符号化対象信号を２値化することで、２値信号を生成する２値化ステップ（Ｓ１１０）と、符号化対象信号の種別に関連付けられているコンテキストである下位コンテキストと、当該下位コンテキストと他の種別に関連付けられているコンテキストとに共通する上位コンテキストとを決定するコンテキスト決定ステップ（Ｓ１２０）と、決定された上位コンテキストに対応する上位確率情報と下位コンテキストに対応する下位確率情報とを用いて、２値信号の算術符号化に用いる符号化確率情報を算出する確率情報算出ステップ（Ｓ１３０）と、符号化確率情報を用いて２値信号を算術符号化する算術符号化ステップ（Ｓ１４０）と、２値信号に基づいて、上位確率情報と下位確率情報とを更新する更新ステップ（Ｓ１５０）とを含む。
2011052234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを圧縮符号化する画像符号化方法であって、
前記画像データの符号化対象信号を２値化することで、２値信号を生成する２値化ステップと、
前記符号化対象信号の種別に関連付けられているコンテキストである下位コンテキストと、当該下位コンテキストと他の種別に関連付けられているコンテキストとに共通する上位コンテキストとを決定するコンテキスト決定ステップと、
決定された前記上位コンテキストに対応する上位確率情報と前記下位コンテキストに対応する下位確率情報とを用いて、前記２値信号の算術符号化に用いる符号化確率情報を算出する確率情報算出ステップと、
前記符号化確率情報を用いて前記２値信号を算術符号化する算術符号化ステップと、
前記２値信号に基づいて、前記上位確率情報と前記下位確率情報とを更新する更新ステップとを含む
画像符号化方法。
【請求項２】
前記画像符号化方法は、さらに、前記符号化対象信号の種別を示す種別情報を取得する種別情報取得ステップを含み、
前記コンテキスト決定ステップでは、複数の種別と、当該複数の種別に共通する上位コンテキストと、当該複数の種別のそれぞれに関連付けられている下位コンテキストとを対応付けたテーブルを、前記種別情報に基づいて参照することで、前記上位確率情報と前記下位確率情報とを決定する
請求項１記載の画像符号化方法。
【請求項３】
前記確率情報算出ステップでは、前記上位確率情報と前記下位確率情報との重み付け和演算を行うことで、前記符号化確率情報を算出する
請求項１又は２記載の画像符号化方法。
【請求項４】
前記画像符号化方法は、さらに、前記符号化確率情報の算出に用いる制御信号を取得する制御信号取得ステップを含み、
前記確率情報算出ステップでは、前記上位確率情報と前記下位確率情報と前記制御信号とを用いて、前記符号化確率情報を算出する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項５】
前記画像符号化方法は、さらに、前記制御信号を符号化する制御信号符号化ステップを含む
請求項４記載の画像符号化方法。
【請求項６】
前記上位確率情報及び前記下位確率情報は、シンボル発生確率の値を示すインデックスである
請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項７】
前記上位確率情報及び前記下位確率情報は、シンボル発生確率の値である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項８】
符号化画像データを復号する画像復号方法であって、
前記符号化画像データの復号対象信号の種別に関連付けられているコンテキストである下位コンテキストと、当該下位コンテキストと他の種別に関連付けられているコンテキストとに共通する上位コンテキストとを決定するコンテキスト決定ステップと、
決定された前記上位コンテキストに対応する上位確率情報と前記下位コンテキストに対応する下位確率情報とを用いて、前記復号対象信号の算術復号に用いる復号確率情報を算出する確率情報算出ステップと、
前記復号確率情報を用いて前記復号対象信号を算術復号することで、２値信号を生成する算術復号ステップと、
前記２値信号を多値化することで、画像データを復元する多値化ステップと、
前記２値信号に基づいて、前記上位確率情報と前記下位確率情報とを更新する更新ステップとを含む
画像復号方法。
【請求項９】
画像データを圧縮符号化する画像符号化装置であって、
前記画像データの符号化対象信号を２値化することで、２値信号を生成する２値化部と、
前記符号化対象信号の種別に関連付けられているコンテキストである下位コンテキストと、当該下位コンテキストと他の種別に関連付けられているコンテキストとに共通する上位コンテキストとを決定するコンテキスト制御部と、
決定された前記上位コンテキストに対応する上位確率情報と前記下位コンテキストに対応する下位確率情報とを用いて、前記２値信号の算術符号化に用いる符号化確率情報を算出する確率情報算出部と、
前記符号化確率情報を用いて前記２値信号を算術符号化する算術符号化部とを備え、
前記コンテキスト制御部は、さらに、
前記２値信号に基づいて、前記上位確率情報と前記下位確率情報とを更新する
画像符号化装置。
【請求項１０】
前記画像符号化装置は、集積回路として構成されている
請求項９記載の画像符号化装置。
【請求項１１】
符号化画像データを復号する画像復号装置であって、
前記符号化画像データの復号対象信号の種別に関連付けられているコンテキストである下位コンテキストと、当該下位コンテキストと他の種別に関連付けられているコンテキストとに共通する上位コンテキストとを決定するコンテキスト制御部と、
決定された前記上位コンテキストに対応する上位確率情報と前記下位コンテキストに対応する下位確率情報とを用いて、前記復号対象信号の算術復号に用いる復号確率情報を算出する確率情報算出部と、
前記復号確率情報を用いて前記復号対象信号を算術復号することで、２値信号を生成する算術復号部と、
前記２値信号を多値化することで、画像データを復元する多値化部とを備え、
前記コンテキスト制御部は、さらに、
前記２値信号に基づいて、前記上位確率情報と前記下位確率情報とを更新する
画像復号装置。
【請求項１２】
前記画像復号装置は、集積回路として構成されている
請求項１１記載の画像復号装置。
【請求項１３】
請求項１記載の画像符号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
請求項８記載の画像復号方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化方法及び画像復号方法に関し、特に、算術符号化及び算術復号を行う画像符号化方法及び画像復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットを介したビデオ会議、デジタルビデオ放送及び映像コンテンツのストリーミングを含む、例えば、ビデオ・オン・デマンドタイプのサービスのためのアプリケーションの数が増えており、これらのアプリケーションは、映像情報の送信に頼っている。映像データが送信され、又は、記録される時、かなりの量のデータは、限られたバンド幅の従来の伝送路を通って送信され、又は、限られたデータ容量の従来の記憶媒体に記憶される。従来の伝送チャネル及び記憶媒体に映像情報を送信及び記憶するためには、デジタルデータの量を圧縮又は削減することが不可欠である。【０００３】
そこで、映像データの圧縮のために、複数の映像符号化規格が開発されている。このような映像符号化規格は、例えばＨ．２６ｘで示されるＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合電気通信標準化部門）規格、及び、ＭＰＥＧ−ｘで示されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格である。最新かつ最も進んだ映像符号化規格は、現在、Ｈ．２６４／ＡＶＣ、又はＭＰＥＧ−４  ＡＶＣで示される規格である（非特許文献１及び非特許文献２参照）。【０００４】
Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格では、大きく分けると、予測、変換、量子化、エントロピー符号化という処理で構成される。この中でエントロピー符号化は、予測に用いられる情報や、量子化された情報から冗長な情報を削減する。エントロピー符号化としては、可変長符号化、適応符号化、固定長符号化等が知られている。可変長符号化にはハフマン符号化、ランレングス符号化、算術符号化等がある。このうち、算術符号化は、シンボルの発生確率を計算しながら出力符号を決める方式であり、画像データの特徴に応じて符号が決められるため、固定した符号化テーブルを使用するハフマン符号化等に比べて符号化効率が高いことが知られている。【０００５】
図２１及び図２２を用いて、従来の算術符号化の動作を説明する。【０００６】
まず、図２１を用いて、算術符号化の流れを以下に説明する。【０００７】
ある種別の信号について、算術符号化が開始されると、ステップＳ１１において、信号の種別に応じて、予め決められた手法で２値化（Ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）が行われる。次に、ステップＳ１２において信号の種別に応じたコンテキスト制御処理が行われる。コンテキスト制御処理では、信号の種別に対応したシンボル発生確率を、複数のシンボル発生確率を格納しているメモリから読み出して出力する。ステップＳ１３において、ステップＳ１２より受け取ったシンボル発生確率を用いて、処理対象の情報に算術符号化を行い、結果を出力信号として出力する。【０００８】
ステップＳ１４において、ステップＳ１１において算出された２値化情報に基づいて、対応するシンボル発生確率の値を更新し、シンボル発生確率として格納する。処理対象の情報の算術符号化が完了すると、また、次の処理対象の情報の算術符号化を行う。【０００９】
図２２は、従来のＨ．２６４／ＡＶＣの算術符号化の処理を表した算術符号化部の構成を示すブロック図である。図２２に示されるように、算術符号化部１０は、２値化部１１と、シンボル発生確率格納部１２と、コンテキスト制御部１３と、２値算術符号化器１４とを含んでいる。【００１０】
算術符号化部１０には、符号化対象となる信号である入力信号ＳＩと、当該入力信号ＳＩの種別を表す信号種別情報ＳＥとが入力される。２値化部１１は、信号種別情報ＳＥに基づいて、入力信号ＳＩを“０”、“１”の２値の情報（シンボル）に変換し、２値信号ＢＩＮを２値算術符号化器１４とコンテキスト制御部１３とに送る。【００１１】
コンテキスト制御部１３は、信号種別情報ＳＥに対応するシンボル発生確率ＰＥをシンボル発生確率格納部１２から取得する。また、コンテキスト制御部１３は、２値化部１１から入力される入力信号ＳＩに対応する２値信号ＢＩＮに基づいて、信号種別情報ＳＥに対応したシンボル発生確率ＰＥの更新処理を行い、更新結果をシンボル発生確率格納部１２に格納する。【００１２】
２値算術符号化器１４は、２値信号ＢＩＮに、シンボル発生確率ＰＥに基づいて算術符号化処理を行い、出力ビット情報ＯＢを生成して出力する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０  「ＭＰＥＧ−４  Ｐａｒｔ１０  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ」
【非特許文献２】Ｔｈｏｍａｓ  Ｗｉｅｇａｎｄ  ｅｔ  ａｌ、“Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｈ．２６４／ＡＶＣ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｔａｎｄａｒｄ”、ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＣＩＲＣＵＩＴＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＶＩＤＥＯ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、ＪＵＬＹ  ２００３、ＰＰ．１−１９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の技術では、コンテキスト制御部において、信号種別情報から符号化対象の信号に対応するシンボル発生確率を１つ導出しているが、適当な割合で信号の種別を区分することは非常に難しい。【００１５】
例えば、変換され量子化された量子化係数を算術符号化する場合、量子化係数の位置が異なる場合には、その量子化係数は異なる種別として区分する。さらに、その量子化係数を生成するために用いた予測方法に応じて種別を区分することもでき、非常に細かい区分をすることも可能である。【００１６】
しかしながら、非常に細かい区分をした場合、その区分に対する更新処理の発生頻度が低下し、算術符号化の利点である画像データの特徴に適応した制御が困難になり、符号化効率が悪化する。一方、区分を大きくした場合、異なる種別の信号が混ざるため、シンボル発生確率の予測が当たりにくくなり、符号化効率が悪化する。【００１７】
そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであって、シンボル発生確率などの確率情報の予測の精度を高めることができ、符号化効率を向上させることができる画像符号化方法及び画像復号方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記従来の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、画像データを圧縮符号化する画像符号化方法であって、前記画像データの符号化対象信号を２値化することで、２値信号を生成する２値化ステップと、前記符号化対象信号の種別に関連付けられているコンテキストである下位コンテキストと、当該下位コンテキストと他の種別に関連付けられているコンテキストとに共通する上位コンテキストとを決定するコンテキスト決定ステップと、決定された前記上位コンテキストに対応する上位確率情報と前記下位コンテキストに対応する下位確率情報とを用いて、前記２値信号の算術符号化に用いる符号化確率情報を算出する確率情報算出ステップと、前記符号化確率情報を用いて前記２値信号を算術符号化する算術符号化ステップと、前記２値信号に基づいて、前記上位確率情報と前記下位確率情報とを更新する更新ステップとを含む。【００１９】
これにより、上位階層の確率情報による全体的な統計情報と、下位階層の確率情報による詳細な統計情報とを共に考慮した符号化確率情報を使用するので、確率情報の予測の精度を高めることができ、符号化効率を向上させることが可能となる。また、上位確率情報と下位確率情報との両方を更新するので、他の種別に対する上位確率情報も更新されることになる。したがって、他の種別に対する確率情報の予測の精度を高めることができ、符号化効率をさらに高めることができる。【００２０】
また、前記画像符号化方法は、さらに、前記符号化対象信号の種別を示す種別情報を取得する種別情報取得ステップを含み、前記コンテキスト決定ステップでは、複数の種別と、当該複数の種別に共通する上位コンテキストと、当該複数の種別のそれぞれに関連付けられている下位コンテキストとを対応付けたテーブルを、前記種別情報に基づいて参照することで、前記上位確率情報と前記下位確率情報とを決定してもよい。【００２１】
これにより、テーブルを利用することで、階層化されたコンテキストを容易に管理することができる。【００２２】
また、前記確率情報算出ステップでは、前記上位確率情報と前記下位確率情報との重み付け和演算を行うことで、前記符号化確率情報を算出してもよい。【００２３】
これにより、符号化効率を向上させることが可能となる。【００２４】
また、前記画像符号化方法は、さらに、前記符号化確率情報の算出に用いる制御信号を取得する制御信号取得ステップを含み、前記確率情報算出ステップでは、前記上位確率情報と前記下位確率情報と前記制御信号とを用いて、前記符号化確率情報を算出してもよい。【００２５】
これにより、制御信号を用いることで、より詳細な確率情報を算出することができ、さらに符号化効率を向上させることができる。【００２６】
また、前記画像符号化方法は、さらに、前記制御信号を符号化する制御信号符号化ステップを含んでもよい。【００２７】
これにより、制御信号を符号化するので、本符号化方法によって符号化された信号を、復号側で正しく復号することができる。【００２８】
また、前記上位確率情報及び前記下位確率情報は、シンボル発生確率の値を示すインデックスであってもよい。【００２９】
また、前記上位確率情報及び前記下位確率情報は、シンボル発生確率の値であってもよい。【００３０】
また、本発明の一態様に係る画像復号方法は、符号化画像データを復号する画像復号方法であって、前記符号化画像データの復号対象信号の種別に関連付けられているコンテキストである下位コンテキストと、当該下位コンテキストと他の種別に関連付けられているコンテキストとに共通する上位コンテキストとを決定するコンテキスト決定ステップと、決定された前記上位コンテキストに対応する上位確率情報と前記下位コンテキストに対応する下位確率情報とを用いて、前記復号対象信号の算術復号に用いる復号確率情報を算出する確率情報算出ステップと、前記復号確率情報を用いて前記復号対象信号を算術復号することで、２値信号を生成する算術復号ステップと、前記２値信号を多値化することで、画像データを復元する多値化ステップと、前記２値信号に基づいて、前記上位確率情報と前記下位確率情報とを更新する更新ステップとを含む。【００３１】
これにより、上位階層のシンボル発生確率による全体的な統計情報と、下位階層のシンボル発生確率による詳細な統計情報とを共に考慮した、シンボル発生確率を使用することにより、符号化効率を向上させた符号化ストリームを復号することが可能となる。【００３２】
なお、本発明は、画像符号化方法及び画像復号方法として実現できるだけではなく、当該画像符号化方法及び画像復号方法に含まれる処理ステップを実行する処理部を備える装置として実現することもできる。また、これらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現してもよい。さらに、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体、並びに、当該プログラムを示す情報、データ又は信号として実現してもよい。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネットなどの通信ネットワークを介して配信してもよい。【００３３】
また、上記の画像符号化装置及び画像復号装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されていてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んで構成されるコンピュータシステムである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、精度の高いシンボル発生確率の予測を行うことができるため、画像符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る算術符号化部の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係るシンボル発生確率テーブルの一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る階層コンテキストテーブルの一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る算術符号化方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る階層コンテキスト制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係るシンボル発生確率の演算の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１に係るシンボル発生確率演算テーブルの一例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１の変形例におけるコンテキストの更新テーブルの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る算術復号部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２に係る算術復号方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２に係る画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。
【図１４】図１４は、携帯電話の外観を示す図である。
【図１５】図１５は、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、デジタル放送用システムの全体構成の一例を示す模式図である。
【図１７】図１７は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生記録部の構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。
【図２０】図２０は、各実施の形態の画像符号化方法及び画像復号方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、従来の算術符号化方法を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、従来の算術符号化装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
本実施の形態の算術符号化方法の概要について説明する。本実施の形態の算術符号化方法は、符号化対象となる信号の種別に対し、階層的な信号種別の区分の構造を有すシンボル発生確率を用いる。これにより、上位階層のシンボル発生確率による全体的な統計情報と、下位階層のシンボル発生確率による詳細な統計情報とを共に考慮した、シンボル発生確率を使用することができ、符号化効率の向上を可能とする。
【００３８】
以上が、本実施の形態の算術符号化方法の概要についての説明である。
【００３９】
次に、本実施の形態の算術符号化方法を行う算術符号化部の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る算術符号化部１００の構成の一例を示すブロック図である。なお、後述するように、本発明の実施の形態１に係る算術符号化部１００は、画像データを圧縮符号化する画像符号化装置の一部に相当する。
【００４０】
図１に示すように、算術符号化部１００は、２値化部１０１と、シンボル発生確率階層格納部１０２と、階層コンテキスト制御部１０３と、シンボル発生確率演算部１０４と、２値算術符号化器１０５とを備える。算術符号化部１００は、符号化対象の信号である入力信号ＳＩを算術符号化することで、出力信号ＯＢを生成して出力する。また、算術符号化部１００には、入力信号ＳＩの種別を示す信号種別情報ＳＥが入力される。
【００４１】
なお、入力信号ＳＩは、画像データの符号化対象信号であり、例えば、画像データが変換及び量子化されて生成された量子化係数を示す信号である。なお、入力信号ＳＩは、量子化係数ではなく、量子化係数を生成するために用いた情報であってもよい。
【００４２】
また、信号種別情報ＳＥは、符号化対象信号である入力信号ＳＩの種別を示す種別情報である。入力信号ＳＩの種別は、例えば、符号化対象信号の性質を示す情報である。信号種別情報ＳＥは、例えば、入力信号ＳＩに適用された予測方法がイントラ予測である場合に、信号種別情報ＳＥは、イントラ予測の予測方向を示す情報でもよい。
【００４３】
あるいは、信号種別情報ＳＥは、入力信号ＳＩがマクロブロックの量子化係数の１つの要素である場合に、量子化係数の係数位置を示す情報でもよい。さらに、信号種別情報ＳＥは、対象の量子化係数の周囲の量子化係数が０であるか非０であるかを示す情報でもよい。より具体的には、信号種別情報ＳＥは、入力信号ＳＩがマクロブロックの量子化係数のある周波数成分である場合に、当該マクロブロックの量子化係数の直流成分が０であるか非０であるかを示す情報でもよい。
【００４４】
２値化部１０１は、符号化対象信号を２値化することで、２値信号を生成する。具体的には、２値化部１０１は、入力信号ＳＩと信号種別情報ＳＥとに基づいて、入力信号の２値化（Ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）を行うことで、２値信号ＢＩＮを生成する。
【００４５】
シンボル発生確率階層格納部１０２は、シンボルの複数の発生確率を保持するメモリなどである。例えば、シンボル発生確率階層格納部１０２は、シンボル発生確率テーブルを保持する。シンボル発生確率テーブルは、コンテキストと確率情報とを対応付けたテーブルである。シンボル発生確率テーブルの詳細については、後で説明する。
【００４６】
また、シンボル発生確率階層格納部１０２は、階層コンテキストテーブルを保持する。階層コンテキストテーブルは、符号化対象信号の種別とコンテキストとを対応付けたテーブルである。階層コンテキストテーブルの詳細については、後で説明する。
【００４７】
階層コンテキスト制御部１０３は、符号化対象信号の種別に関連付けられているコンテキストである下位コンテキストと、当該下位コンテキストと他の種別に関連付けられているコンテキスト（他の下位コンテキスト）とに共通する上位コンテキストとを決定する。具体的には、階層コンテキスト制御部１０３は、信号種別情報ＳＥを取得し、取得した信号種別情報ＳＥに基づいて、階層コンテキストテーブルを参照することで、符号化対象信号の種別に関連付けられているコンテキストを決定する。このとき、階層コンテキスト制御部１０３は、決定したコンテキストが階層化されていない場合は、１つのコンテキストを決定し、コンテキストが階層化されている場合は、２つ以上のコンテキストを決定する。なお、階層コンテキスト制御部１０３が、階層コンテキストテーブルを保持していてもよい。
【００４８】
さらに、階層コンテキスト制御部１０３は、決定したコンテキストに対応する確率情報を決定する。つまり、階層コンテキスト制御部１０３は、上位コンテキストに対応する上位確率情報と、下位コンテキストに対応する下位確率情報とを決定する。具体的には、階層コンテキスト制御部１０３は、シンボル発生確率テーブルを参照することで、シンボル発生確率階層格納部１０２に格納されているどのシンボル発生確率を使用するかを決定する。
【００４９】
シンボル発生確率演算部１０４は、階層コンテキスト制御部１０３によって決定されたコンテキストに対応する確率情報を取得し、取得した確率情報を用いて符号化確率情報を算出する。符号化確率情報は、２値信号の算術符号化に用いる確率情報である。なお、確率情報は、例えば、シンボル発生確率の値を示すインデックス、又は、シンボル発生確率の値である。
【００５０】
具体的には、シンボル発生確率演算部１０４は、シンボル発生確率階層格納部１０２から、階層コンテキスト制御部１０３によって決定されたコンテキストに対応するシンボル発生確率を読み出す。そして、シンボル発生確率演算部１０４は、算術符号化に用いるシンボル発生確率を演算する。算出されたシンボル発生確率は、２値算術符号化器１０５に出力される。
【００５１】
２値算術符号化器１０５は、符号化確率情報を用いて２値信号を算術符号化する。具体的には、２値算術符号化器１０５は、シンボル発生確率演算部１０４が出力するシンボル発生確率を用いて、２値化部１０１が生成した２値信号の算術符号化を行う。
【００５２】
以上が、本実施の形態の算術符号化部１００の構成についての説明である。
【００５３】
ここで、シンボル発生確率階層格納部１０２が保持するシンボル発生確率テーブルについて説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係るシンボル発生確率テーブルの一例を示す図である。
【００５４】
シンボル発生確率テーブルは、コンテキストとシンボル発生確率とを対応付けたテーブルである。図２におけるインデックス（ｃｔｘＩｄｘ）は、コンテキストを表すインデックスであり、具体的には、符号化中のマクロブロックの周辺の情報、又は、ブロック内の既に符号化済みの情報、又は、符号化するビット位置に応じて決まるインデックスである。
【００５５】
各インデックスが示すエントリは、シンボル発生確率を示す確率情報（ｐＳｔａｔｅＩｄｘ）と、発生確率の高いシンボル（Ｍｏｓｔ  Ｐｒｏｂａｂｌｅ  Ｓｙｍｂｏｌ）を示すシンボル（ｖａｌＭＰＳ）とを含んでいる。これらは、Ｈ．２６４規格に示されるものと同等である。すなわち、ｐＳｔａｔｅＩｄｘは、シンボル発生確率の値を示すインデックスである。シンボル発生確率階層格納部１０２は、さらに、ｐＳｔａｔｅＩｄｘに対応するシンボル発生確率の値を示すテーブルを保持している。
【００５６】
なお、ここでは、シンボル発生確率を示すインデックス（ｐＳｔａｔｅＩｄｘ）とコンテキスト（ｃｔｘＩｄｘ）とを対応付けたテーブルとして管理しているが、コンテキストとシンボル発生確率の値とを直接対応付けて管理してもよい。この場合、シンボル発生確率の値を、例えば、１６ビット精度（０−６５５３５）で表すことにより、上記テーブルで管理するよりも、詳細な値を扱うことができる。このため、符号化効率を向上させることができる。以降、シンボル発生確率を値として管理する方法で説明する。
【００５７】
次に、シンボル発生確率階層格納部１０２が保持する階層コンテキストテーブルについて説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る階層コンテキストテーブルの一例を示す図である。
【００５８】
階層コンテキストテーブルは、複数の種別と、複数のコンテキストとを対応付けたテーブルである。図３に示すように、符号化対象信号の種別に対して、１つ又は２つのコンテキストが対応付けられている。すなわち、ある種別に関連付けられているコンテキストが階層化されていない場合は、１つのコンテキストが当該種別に関連付けられている。また、ある種別に関連付けられているコンテキストが階層化されている場合は、２つのコンテキストが当該種別に関連付けられている。
【００５９】
より具体的には、ある種別に関連付けられているコンテキストが階層化されている場合、当該コンテキストは、上位コンテキストと下位コンテキストとに階層化されている。上位コンテキストは、複数の種別に共通するコンテキストであり、符号化対象信号の性質を分類する際の大分類に相当する。言い換えると、上位コンテキストは、複数の種別のそれぞれに関連付けられている下位コンテキストに共通する上位コンテキストである。
【００６０】
下位コンテキストは、複数の種別のそれぞれに関連付けられているコンテキストであり、符号化対象信号の性質を分類する際の小分類に相当する。つまり、下位コンテキストは、上位コンテキストを満たす条件の下で、分類される性質を示している。
【００６１】
図３に示す例では、信号種別情報ＳＥが“４”である場合、上位コンテキストは“１４”であり、下位コンテキストは“２４”である。また、信号種別情報ＳＥが“５”である場合、上位コンテキストは“１４”であり、下位コンテキストは“２５”である。つまり、図３の例では、“１４”を示すコンテキストは、信号種別情報ＳＥが“４”及び“５”の場合の両方に共通して用いられる上位コンテキストとなる。
【００６２】
一例として、上位コンテキストは、符号化対象信号が量子化係数である場合に、量子化係数の係数位置（ＳＥ＝４又はＳＥ＝５）に対応する。下位コンテキストは、例えば、量子化係数の周囲の係数の有無、すなわち、非０（ＳＥ＝４）、又は、０であること（ＳＥ＝５）に対応する。
【００６３】
階層コンテキスト制御部１０３は、信号種別情報ＳＥを取得すると、まず、階層コンテキストテーブルを参照することにより、符号化対象信号の種別に関連付けられているコンテキストを決定する。このとき、階層コンテキスト制御部１０３は、信号種別情報ＳＥに基づいて、コンテキストが階層化されているか否かを判定している。階層コンテキスト制御部１０３は、コンテキストが階層化されている場合は、上位コンテキストと下位コンテキストとを決定し、階層化されていない場合は、１つのコンテキストを決定する。
【００６４】
次に、階層コンテキスト制御部１０３は、シンボル発生確率テーブルを参照することで、決定したコンテキストに対応する確率情報を取得する。コンテキストが上位コンテキストと下位コンテキストとに階層化されている場合には、階層コンテキスト制御部１０３は、上位コンテキストに対応する上位確率情報と、下位コンテキストに対応する下位確率情報とを決定する。コンテキストが階層化されていない場合には、階層コンテキスト制御部１０３は、決定したコンテキストに対応する確率情報を決定する。
【００６５】
このように、コンテキストが階層化されていることにより、上位階層のシンボル発生確率による全体的な統計情報と、下位階層のシンボル発生確率による詳細な統計情報とを共に考慮したシンボル発生確率を使用することができる。したがって、符号化効率を向上させることができる。
【００６６】
次に、図１に示した算術符号化部１００が行う算術符号化方法を、図４に示すフローチャートに従って説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係る算術符号化方法の一例を示すフローチャートである。また、図４は、１つの入力信号（符号化対象信号）の算術符号化を示している。例えば、１つの符号化対象信号は、量子化係数の１つの値を示す。
【００６７】
図４に示すように、本実施の形態の算術符号化方法では、まず、２値化部１０１は、符号化対象となる入力信号ＳＩに、その種別を表す信号種別情報ＳＥに対応した２値化を行うことで、２値信号ＢＩＮを生成する（Ｓ１１０）。なお、信号種別情報ＳＥは、２値化の方式を示す情報を含んでいる。２値化は、例えば、Ｈ．２６４規格に従って実行される。
【００６８】
次に、階層コンテキスト制御部１０３は、シンボル発生確率階層格納部１０２に格納される階層化されたコンテキストのうち、入力信号ＳＩに対応する階層化されたコンテキストを決定する（Ｓ１２０）。すなわち、階層コンテキスト制御部１０３は、符号化対象信号の種別に関連付けられているコンテキストが上位コンテキストと下位コンテキストとに階層化されている場合に、上位コンテキストに対応する上位確率情報と、複数の下位確率情報のうちの下位コンテキストに対応する１つの下位確率情報とを選択する。なお、確率情報の選択の詳細は、後で説明する。
【００６９】
次に、シンボル発生確率演算部１０４は、階層コンテキスト制御部１０３によって選択された上位確率情報と下位確率情報とを取得し、取得した上位確率情報と下位確率情報とを用いて、２値信号の算術符号化に用いる符号化確率情報を算出する（Ｓ１３０）。具体的には、シンボル発生確率演算部１０４は、シンボル発生確率階層格納部１０２から階層コンテキスト制御部１０３によって決められたシンボル発生確率を読み出し、符号化に用いるシンボル発生確率を演算する。なお、シンボル発生確率の演算の詳細は、後で説明する。
【００７０】
２値算術符号化器１０５は、符号化確率情報を用いて２値信号を算術符号化する（Ｓ１４０）。具体的には、２値算術符号化器１０５は、２値化部１０１から取得する２値信号と、シンボル発生確率演算部１０４によって算出されたシンボル発生確率とから、Ｈ．２６４規格に示される方法により算術符号化を行う。
【００７１】
階層コンテキスト制御部１０３は、２値化部１０１によって生成された２値信号に基づいて、上位確率情報と下位確率情報とを更新する（Ｓ１５０）。具体的には、階層コンテキスト制御部１０３は、シンボル発生確率階層格納部１０２に格納される階層化されたコンテキストに対応するシンボル発生確率を、２値化部１０１から取得する２値化信号に応じて更新する。なお、更新の詳細は、後で説明する。
【００７２】
次に、図４の階層コンテキスト制御（Ｓ１２０）について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係る階層コンテキスト制御の一例を示すフローチャートである。
【００７３】
階層コンテキスト制御部１０３は、符号化対象となる入力信号ＳＩの種別を表す信号種別情報ＳＥにより、入力信号ＳＩが階層化可能な信号かどうかを判定する（Ｓ１２１）。すなわち、入力信号ＳＩの種別に関連付けられているコンテキストが階層化されているか否かを判定する。判定基準は予め決められており、具体的な例は後で説明する。
【００７４】
階層化可能の場合（Ｓ１２１でＹｅｓ）、上位階層のシンボル発生確率Ｐと、下位階層のシンボル発生確率ＰＡ又はＰＢとをシンボル発生確率階層格納部１０２より選択し、シンボル発生確率演算部１０４に送る（Ｓ１２２）。一方、階層化可能ではない場合（Ｓ１２１でＮｏ）、シンボル発生確率階層格納部１０２より、入力信号ＳＩに対応するシンボル発生確率Ｐを選択し、シンボル発生確率演算部１０４に送る（Ｓ１２３）。
【００７５】
ここで、符号化対象となる入力信号ＳＩの種別を表す信号種別情報ＳＥにより、入力信号ＳＩが階層化可能な信号かどうかを判断する方法（Ｓ１２１）について説明する。
【００７６】
階層コンテキスト制御部１０３は、階層化できるかどうかを、予め決められた種別を用いて判断する。
【００７７】
例えば、Ｈ．２６４では、予測符号化が用いられる。予測符号化の予測画像の作成方法に応じて、別々のシンボル発生確率が定義されている（非特許文献１参照）が、さらに詳細に分割することもできる。予め定義されるシンボル発生確率を上位階層とし、さらに詳細に分割できる部分を下位階層とすることで、Ｈ．２６４で実現されているシンボル発生確率の予測精度を向上させることができ、符号化効率の向上が可能となる。
【００７８】
一例として、入力信号に適用された予測方法がイントラ予測であるかインター予測であるかという大分類（上位階層）に対応する上位確率情報が定義されている場合に、この大分類の下での小分類（下位階層）に対応する下位確率情報をさらに定義することができる。小分類は、例えば、イントラ予測の予測方向を用いた分類にすることができる。すなわち、イントラ予測の予測方向のそれぞれに対応する下位確率情報を定義することができる。
【００７９】
別の例としては、Ｈ．２６４では、予測画像と画像データとの差分により残差データを作成し、当該残差データに周波数変換及び量子化を行うことで量子化係数を生成し、量子化係数を２値化及び算術符号化する（非特許文献１参照）。この際、係数位置によって、異なるシンボル発生確率が定義されているが、これは、さらに分割することが可能である。
【００８０】
例えば、周囲の係数の有無という２つの条件に分けた場合、符号化対象となる係数のシンボル発生確率は、それぞれの条件で互いに大きく異なる可能性がある。そのため、コンテキストを、係数位置という条件で上位階層に分割し、さらに、周囲の係数の有無という条件で下位階層に分割する。これにより、Ｈ．２６４で実現されているシンボル発生確率の予測精度を向上させることができ、符号化効率の向上が可能となる。
【００８１】
次に、図４のシンボル発生確率の演算（Ｓ１３０）について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係るシンボル発生確率の演算の一例を示すフローチャートである。
【００８２】
シンボル発生確率演算部１０４は、階層コンテキスト制御部１０３によって決定されたシンボル発生確率が階層化されているかどうかを判別する（Ｓ１３１）。階層化された確率である場合（Ｓ１３１でＹｅｓ）、複数のシンボル発生確率ＰとＰＡ又はＰＢとを取得する（Ｓ１３２）。つまり、上位階層に相当するシンボル発生確率Ｐと、下位階層に相当するシンボル発生確率ＰＡ又はＰＢとを取得する。なお、シンボル発生確率ＰＡ及びＰＢのいずれを取得するかは、信号種別情報ＳＥを用いて階層コンテキスト制御部１０３によって決定されている。次に、シンボル発生確率演算部１０４は、取得した複数のシンボル発生確率ＰとＰＡ又はＰＢとから算術符号化に用いるシンボル発生確率ＰＥを算出し、算出したシンボル発生確率ＰＥを２値算術符号化器１０５に送る（Ｓ１３３）。
【００８３】
一方、階層化されていない確率である場合（Ｓ１３１でＮｏ）、取得したシンボル発生確率Ｐをシンボル発生確率ＰＥとして、２値算術符号化器１０５に送る（Ｓ１３４）。
【００８４】
ここで、階層化可能な信号種別情報をＡ又はＢとし、それぞれに対応する複数の下位階層のシンボル発生確率ＰＡ又はＰＢとし、信号種別情報がＡ及びＢの両方に対応するシンボル発生確率（上位階層のシンボル発生確率）をＰとした場合に、算術符号化に用いるシンボル発生確率ＰＥの算出方法について式１に示す。
【００８５】
（式１）
ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ａ）｛
ＰＥ＝Ｐ＋（ＰＡ−Ｐ）＊ｆａｃｔｏｒ；
｝
ｅｌｓｅ  ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ｂ）｛
ＰＥ＝Ｐ＋（ＰＢ−Ｐ）＊ｆａｃｔｏｒ；
｝
【００８６】
式１に示すように、信号種別情報ＳＥがＡである場合、シンボル発生確率演算部１０４は、上位階層のシンボル発生確率Ｐと下位階層のシンボル発生確率ＰＡとの重み付け和によって、算術符号化に用いるシンボル発生確率ＰＥを算出する。
【００８７】
ここで、ｆａｃｔｏｒは、符号化確率情報の算出に用いる制御信号の一例であり、予め決められた制御パラメータである。ｆａｃｔｏｒは０から１の間をとり、ｆａｃｔｏｒが０の場合、信号種別Ａと信号種別Ｂとに対して、共通のシンボル発生確率Ｐが使われることを示す。一方、ｆａｃｔｏｒが１の場合、常に独立したシンボル発生確率ＰＡ又はＰＢが使われることを示す。この制御パラメータにより、信号種別に応じた重みの付け方を可能にし、さらなる符号化効率の向上を実現することができる。
【００８８】
上記制御パラメータは、別途、符号化ストリームによって伝送されてもよい。すなわち、符号化確率情報の算出に用いる制御信号を符号化してもよい。このようにすることにより、画像毎の特徴に応じたシンボル発生確率の制御が可能となり、さらなる符号化効率の向上を実現する。
【００８９】
一方、式１で示すｆａｃｔｏｒでは小数演算が必要となり、回路での実装及びプログラムスピードなどを考慮した場合、整数演算又はシフト演算が望ましい。そこで、演算量を考慮したＰＥの算出方法について式２に示す。
【００９０】
（式２）
ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ａ）｛
ＰＥ＝Ｐ＋（（ＰＡ−Ｐ）＊ｆｘ）＞＞ｆｙ；
｝
ｅｌｓｅ  ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ｂ）｛
ＰＥ＝Ｐ＋（（ＰＢ−Ｐ）＊ｆｘ）＞＞ｆｙ；
｝
【００９１】
式２に示すように、制御パラメータをｆｘ及びｆｙに分けることで小数演算の必要がなくなり、演算量を削減することができる。
【００９２】
上記では、信号種別信号ＳＥから、２つの種別に分けられる例を説明している。すなわち、１つの上位階層に対して２つの下位階層が存在する例について説明している。これに対して、さらに、下位階層の数が３つ以上でも同様の演算が可能であることを式３によって示す。
【００９３】
（式３）
ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ａ）｛
ＰＥ＝Ｐ＋（ＰＡ−Ｐ）＊ｆａｃｔｏｒ；
｝
ｅｌｓｅ  ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ｂ）｛
ＰＥ＝Ｐ＋（ＰＢ−Ｐ）＊ｆａｃｔｏｒ；
｝
ｅｌｓｅ  ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ｃ）｛
ＰＥ＝Ｐ＋（ＰＣ−Ｐ）＊ｆａｃｔｏｒ；
｝
【００９４】
式３に示すように、信号種別信号ＳＥから、階層化される条件（Ａ、Ｂ、Ｃ）に対応するシンボル発生確率（ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ）を取得し、式３に示すように演算することにより、３つ以上の種別に対しても同様の演算が可能である。
【００９５】
なお、上記のように演算を行うのではなく、テーブル参照により、算術符号化に用いるシンボル発生確率ＰＥを算出してもよい。シンボル発生確率演算部１０４は、例えば、図７に示すようなシンボル発生確率演算テーブルを保持している。
【００９６】
シンボル発生確率演算テーブルは、シンボル発生確率Ｐ、ＰＡ及びＰＢと、算術符号化に用いるシンボル発生確率ＰＥとを対応付けたテーブルである。シンボル発生確率演算部１０４は、複数のシンボル発生確率演算テーブルを保持しており、制御パラメータＦに応じて参照すべきテーブルを切り替えることができる。言い換えると、複数のシンボル発生確率演算テーブルは、制御パラメータＦのそれぞれに対応している。
【００９７】
そして、シンボル発生確率演算部１０４は、式４に従ってＰＥを導出する。
【００９８】
（式４）
ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ａ）｛
ＰＥ＝ｅｓｔｉｍａｔｅＰＥ［Ｐ］［ＰＡ］［Ｆ］
｝
ｅｌｓｅ  ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ｂ）｛
ＰＥ＝ｅｓｔｉｍａｔｅＰＥ［Ｐ］［ＰＢ］［Ｆ］
｝
【００９９】
式４に示すように、シンボル発生確率演算部１０４は、制御パラメータＦと、取得したシンボル発生確率Ｐ及びＰＡ又はＰＢとに基づいてシンボル発生確率演算テーブルを参照することで、算術符号化に用いるシンボル発生確率ＰＥを取得する。これにより、演算回数を抑制することが可能となる。  
【０１００】
次に、シンボル発生確率の更新方法の例について、式５を用いて説明する。階層コンテキスト制御部１０３は、入力信号ＳＩに対応するシンボル発生確率階層格納部１０２に格納される階層化されたコンテキストのシンボル発生確率を、２値化部１０１から取得する２値信号に応じて更新する。
【０１０１】
（式５）
ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ａ）｛
ｉｆ  （ｂｉｎ＝＝０）｛
ＰＡ＝ＰＡ＋（１−ＰＡ）＊ｆｕ；
Ｐ  ＝Ｐ  ＋（１−Ｐ）＊ｆｕ；
｝
ｅｌｓｅ｛
ＰＡ＝ＰＡ−ＰＡ＊ｆｕ；
Ｐ  ＝Ｐ−Ｐ＊ｆｕ；
｝
｝
ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ｂ）｛
ｉｆ  （ｂｉｎ＝＝０）｛
ＰＢ＝ＰＢ＋（１−ＰＢ）＊ｆｕ；
Ｐ  ＝Ｐ  ＋（１−Ｐ）＊ｆｕ；
｝
ｅｌｓｅ｛
ＰＢ＝ＰＢ−ＰＢ＊ｆｕ；
Ｐ  ＝Ｐ−Ｐ＊ｆｕ；
｝
｝
【０１０２】
式５に示すように、信号種別情報ＳＥがＡである場合、２値化された符号化対象２値情報（ＢＩＮ）に対して、上位階層のシンボル発生確率Ｐと下位階層のシンボル発生確率ＰＡとをそれぞれ、更新パラメータｆｕによって算出される。なお、式５に示すシンボル発生確率は、ｖａｌＭＰＳ＝０である場合のシンボル発生確率を示している。したがって、式５では、ＢＩＮ＝０の場合、シンボル発生確率Ｐ及びＰＡ（又はＰＢ）とも増加させるように値を更新し、ＢＩＮ＝１の場合、シンボル発生確率Ｐ及びＰＡ（又はＰＢ）とも減少させるように値を更新している。
【０１０３】
なお、シンボル発生確率Ｐ、ＰＡ、ＰＢは、０から１の値をとる小数で表される確率とする。なお、前述の通り、シンボル発生確率テーブルのように表現してもよいし、０から６５５３６（１６ビット）の値として表現してもよい。この場合、表現方法に応じて、更新の式は変わる。ただし、更新に用いる値は、上位階層のシンボル発生確率Ｐと、下位階層のシンボル発生確率ＰＡ（又は、ＰＢ）を同様に更新するものであれば、式５と異なるものであってもよい。
【０１０４】
一方、式２で示したのと同様に、更新パラメータを整数演算、シフト演算にすることもできる。また、式３で示したのと同様に、３つ以上の種別に対しての同様の更新が可能となる。また、式４で示したのと同様に、演算ではなくテーブル参照とすることも可能である。
【０１０５】
なお、本発明の実施の形態１に係る算術符号化部１００は、画像データを圧縮符号化する画像符号化装置に備えられる。図８は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置２００の構成の一例を示すブロック図である。
【０１０６】
画像符号化装置２００は、画像データを圧縮符号化する。例えば、画像符号化装置２００には、画像データがブロック毎に入力信号として入力される。画像符号化装置２００は、入力された入力信号に、変換、量子化及び可変長符号化を行うことで、符号化信号を生成する。
【０１０７】
図８に示すように、画像符号化装置２００は、減算器２０５と、変換・量子化部２１０と、エントロピー符号化部２２０と、逆量子化・逆変換部２３０と、加算器２３５と、デブロッキングフィルタ２４０と、メモリ２５０と、イントラ予測部２６０と、動き検出部２７０と、動き補償部２８０と、イントラ／インター切換スイッチ２９０とを備える。
【０１０８】
減算器２０５は、入力信号と予測信号との差分、すなわち、予測誤差を算出する。
【０１０９】
変換・量子化部２１０は、空間領域の予測誤差を変換することで、周波数領域の変換係数を生成する。例えば、変換・量子化部２１０は、予測誤差にＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を行うことで、変換係数を生成する。さらに、変換・量子化部２１０は、変換係数を量子化することで、量子化係数を生成する。
【０１１０】
エントロピー符号化部２２０は、量子化係数を可変長符号化することで、符号化信号を生成する。また、エントロピー符号化部２２０は、動き検出部２７０によって検出された動きデータ（例えば、動きベクトル）を符号化し、符号化信号に含めて出力する。
【０１１１】
逆量子化・逆変換部２３０は、量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。さらに、逆量子化・逆変換部２３０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。なお、復元された予測誤差は、量子化により情報が失われているので、減算器２０５が生成する予測誤差とは一致しない。すなわち、復元された予測誤差は、量子化誤差を含んでいる。
【０１１２】
加算器２３５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、ローカル復号画像を生成する。
【０１１３】
デブロッキングフィルタ２４０は、生成されたローカル復号画像にデブロッキングフィルタ処理を行う。
【０１１４】
メモリ２５０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ２５０は、デブロッキングフィルタ処理が施されたローカル復号画像を格納する。
【０１１５】
イントラ予測部２６０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部２６０は、加算器２３５によって生成されたローカル復号画像における、符号化対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。
【０１１６】
動き検出部２７０は、入力信号と、メモリ２５０に格納された参照画像との間の動きデータ（例えば、動きベクトル）を検出する。
【０１１７】
動き補償部２８０は、検出された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。
【０１１８】
イントラ／インター切換スイッチ２９０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として減算器２０５及び加算器２３５に出力する。
【０１１９】
以上の構成により、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置２００は、画像データを圧縮符号化する。
【０１２０】
なお、図８において、本発明の実施の形態１に係る算術符号化部１００は、エントロピー符号化部２２０が備える。すなわち、算術符号化部１００は、入力信号ＳＩとして量子化係数を２値化及び算術符号化する。また、信号種別情報ＳＥは、量子化係数の係数位置、図８に示す動きデータ、又は、イントラ予測部２６０が用いたイントラ予測方向などを示す情報である。
【０１２１】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置及び画像符号化方法によれば、符号化対象信号の種別に関連付けられているコンテキストが上位コンテキストと下位コンテキストとに階層化されている場合には、上位コンテキストに対応する上位確率情報と下位コンテキストに対応する下位コンテキスト情報とを用いて、算術符号化に用いる符号化確率情報を算出する。そして、符号化対象信号が２値化された信号である２値信号に基づいて、上位確率情報と下位確率情報との両方を更新する。
【０１２２】
これにより、上位階層の確率情報による全体的な統計情報と、下位階層の確率情報による詳細な確率情報とを共に考慮した確率情報を符号化確率情報として用いることができるので、符号化効率を高めることができる。つまり、大きな区分に相当する上位確率情報の更新頻度の低下を抑制することができるので、画像データの特徴に適応した算術符号化を実施することができ、符号化効率を高めることができる。また、小さな区分に相当する下位確率情報を用いるので、シンボル発生確率の予測が当たる可能性を高めることができ、符号化効率を高めることができる。
【０１２３】
また、図８に示すように、予測を用いた画像符号化装置及び画像符号化方法に、本発明の実施の形態１に係る算術符号化を適用した場合、予測方法の特徴に応じた確率情報の予測が可能となり、符号化効率をさらに向上させることができる。
【０１２４】
なお、上記の実施の形態では、確率情報の値を管理する例について説明したが、テーブルを用いて確率情報を管理してもよい。このときの例を、図９及び式６を用いて説明する。ここで、図９は、本発明の実施の形態１の変形例におけるコンテキストの更新テーブルの一例を示す図である。
【０１２５】
階層コンテキスト制御部１０３は、例えば、図９に示すようなコンテキストの更新テーブルを保持している。そして、階層コンテキスト制御部１０３は、式６に従ってコンテキストの更新テーブルを参照することで、確率情報（シンボル発生確率）に対応したインデックスを更新することで、確率情報を更新する。
【０１２６】
式６に示すシンボル発生確率は、ｖａｌＭＰＳ＝０である場合のシンボル発生確率を示している。また、シンボル発生確率Ｐ、ＰＡ及びＰＢはそれぞれ、Ｐ＝ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰ、ＰＡ＝ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰＡ、ＰＢ＝ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰＢで表されるとする。
【０１２７】
（式６）
ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ａ）｛
ｉｆ  （ｂｉｎ＝＝０）｛
ＰＡ＝ｔｒａｎｓＩｄｘＭＰＳ［ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰＡ］；
Ｐ  ＝ｔｒａｎｓＩｄｘＭＰＳ［ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰ  ］；
｝
ｅｌｓｅ｛
ＰＡ＝ｔｒａｎｓＩｄｘＬＰＳ［ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰＡ］；
Ｐ  ＝ｔｒａｎｓＩｄｘＬＰＳ［ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰ  ］；
｝
｝
ｉｆ  （ＳＥ＝＝Ｂ）｛
ｉｆ  （ｂｉｎ＝＝０）｛
ＰＢ＝ｔｒａｎｓＩｄｘＭＰＳ［ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰＢ］；
Ｐ  ＝ｔｒａｎｓＩｄｘＭＰＳ［ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰ  ］；
｝
ｅｌｓｅ｛
ＰＢ＝ｔｒａｎｓＩｄｘＬＰＳ［ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰＢ］；
Ｐ  ＝ｔｒａｎｓＩｄｘＬＰＳ［ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰ  ］；
｝
｝
【０１２８】
一例として、信号種別情報ＳＥがＡであり、符号化した２値信号ＢＩＮのシンボルが０である場合について説明する。例えば、更新前のシンボル発生確率ＰＡ＝ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰＡが、図９における“８”であり、Ｐ＝ｐＳｔａｔｅＩｄｘＰが、図９における“１７”である場合、式６に従って図９に示すテーブルを参照することで、シンボル発生確率ＰＡは“９”、Ｐは“１８”に更新される。
【０１２９】
このように、コンテキストの更新テーブルを利用することで、確率情報を更新することができる。
【０１３０】
なお、上記の実施の形態では、コンテキスト及び確率情報の階層化は上位と下位との２段階について説明したが、３段階以上に階層化されていてもよい。この場合、図３に示す階層コンテキストテーブルにおいて、１つの種別に３つ以上のコンテキストが対応付けられている。また、３つ以上の確率情報から符号化確率情報を算出する際には、同様に、重み付け和などを利用することができる。または、３つ以上のコンテキストに対してもテーブルを用意することにより、テーブル参照で演算回数を削減することもできる。
【０１３１】
（実施の形態２）
本実施の形態の算術復号方法の概要について説明する。本実施の形態の算術復号方法は、復号対象となる信号の種別に対し、階層的な信号種別の区分の構造を有すシンボル発生確率を用いることで、上位階層のシンボル発生確率による全体的な統計情報と、下位階層のシンボル発生確率による詳細な統計情報とを共に考慮した、シンボル発生確率を使用することができ、符号化効率を向上させた信号を復号することを可能とする。
【０１３２】
以上が、本実施の形態の算術復号方法の概要についての説明である。
【０１３３】
次に、本実施の形態の算術復号方法を行う算術復号部の構成について説明する。図１０は本発明の実施の形態２に係る算術復号部３００の構成の一例を示すブロック図である。なお、後述するように、本発明の実施の形態２に係る算術復号部３００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する画像復号装置の一部に相当する。
【０１３４】
図１０に示すように、算術復号部３００は、２値算術復号器３０１と、シンボル発生確率階層格納部３０２と、階層コンテキスト制御部３０３と、シンボル発生確率演算部３０４と、多値化部３０５とを備える。算術復号部３００は、復号対象の信号である入力ストリームＩＳを算術復号することで、画像データを復元して出力する。また、算術復号部３００には、入力ストリームＩＳの種別を示す信号種別情報ＳＥが入力される。
【０１３５】
入力ストリームＩＳは、符号化画像データの復号対象信号であり、例えば、画像データが圧縮符号化されて生成された量子化係数を示す信号である。つまり、実施の形態１に係る入力信号ＳＩが算術符号化されて生成された信号に相当する。
【０１３６】
信号種別情報ＳＥは、符号化画像データの復号対象信号の種別情報の一例である。具体的には、信号種別情報ＳＥは、入力ストリームＩＳの種別を示す情報であり、より具体的には、実施の形態１に係る信号種別情報ＳＥと同様である。
【０１３７】
２値算術復号器３０１は、復号確率情報を用いて復号対象信号を算術復号することで、２値信号を生成する。具体的には、２値算術復号器３０１は、シンボル発生確率演算部３０４が出力するシンボル発生確率を用いて、入力ストリームＩＳに算術復号を行うことで、出力２値信号ＯＢＩＮを生成する。
【０１３８】
シンボル発生確率階層格納部３０２は、シンボルの複数の発生確率を保持するメモリなどである。例えば、シンボル発生確率階層格納部３０２は、シンボル発生確率テーブルを保持する。シンボル発生確率テーブルは、コンテキストと確率情報とを対応付けたテーブルであり、例えば、図２に示すテーブルである。シンボル発生確率テーブルの詳細は、実施の形態１と同様である。
【０１３９】
また、シンボル発生確率階層格納部３０２は、階層コンテキストテーブルを保持する。階層コンテキストテーブルは、復号対象信号の種別とコンテキストとを対応付けたテーブルであり、例えば、図３に示すテーブルである。階層コンテキストテーブルの詳細は、実施の形態１と同様である。
【０１４０】
階層コンテキスト制御部３０３は、復号対象信号の種別に関連付けられているコンテキストである下位コンテキストと、当該下位コンテキストと他の種別に関連付けられているコンテキスト（他の下位コンテキスト）とに共通する上位コンテキストとを決定する。具体的には、階層コンテキスト制御部３０３は、入力ストリームＩＳの種別を表す信号種別情報ＳＥを取得し、取得した信号種別情報ＳＥに基づいて、階層コンテキストテーブルを参照することで、復号対象信号の種別に関連付けられているコンテキストを決定する。このとき、階層コンテキスト制御部３０３は、決定したコンテキストが階層化されていない場合は、１つのコンテキストを決定し、決定したコンテキストが階層化されている場合は、２つ以上のコンテキストを決定する。なお、階層コンテキスト制御部３０３が、階層コンテキストテーブルを保持していてもよい。
【０１４１】
さらに、階層コンテキスト制御部３０３は、決定したコンテキストに対応する確率情報を決定する。つまり、階層コンテキスト制御部３０３は、上位コンテキストに対応する上位確率情報と、下位コンテキストに対応する下位確率情報とを決定する。具体的には、階層コンテキスト制御部３０３は、シンボル発生確率テーブルを参照することで、シンボル発生確率階層格納部３０２に格納されているどのシンボル発生確率を使用するかを決定する。階層コンテキスト制御部３０３の具体的な動作は、実施の形態１に係る階層コンテキスト制御部１０３と同様である。
【０１４２】
シンボル発生確率演算部３０４は、シンボル発生確率階層格納部３０２から、階層コンテキスト制御部３０３によって決定されたコンテキストに対応するシンボル発生確率を読み出す。そして、シンボル発生確率演算部３０４は、算術復号に用いるシンボル発生確率を演算する。算出されたシンボル発生確率は、２値算術復号器３０１に出力される。シンボル発生確率演算部３０４の具体的な動作は、実施の形態１に係るシンボル発生確率演算部１０４と同様である。
【０１４３】
多値化部３０５は、２値算術復号器３０１によって生成された出力２値信号ＯＢＩＮを多値化することで、画像データを復元する。なお、多値化の方式は、信号種別情報ＳＥに基づいて決定される。
【０１４４】
以上が、本実施の形態の算術復号部３００の構成についての説明である。
【０１４５】
次に、図１０に示した算術復号部３００が行う算術復号方法を、図１１に示すフローチャートに従って説明する。図１１は、本発明の実施の形態２に係る算術復号方法の一例を示すフローチャートである。また、図１１は、１つの復号対象信号の算術復号を示している。例えば、１つの復号対象信号は、量子化係数の１つの値を示す。
【０１４６】
図１１に示すように、本実施の形態の算術復号方法では、まず、階層コンテキスト制御部３０３は、シンボル発生確率階層格納部３０２に格納される階層化されたコンテキストのうち、復号対象信号（入力ストリームＩＳ）に対応する階層化されたコンテキストを決定する（Ｓ２１０）。ここでの決定方法は、実施の形態１に係る符号化時のコンテキスト決定方法（Ｓ１２０）と同様に行う。
【０１４７】
次に、シンボル発生確率演算部３０４は、階層コンテキスト制御部３０３によって決定された上位確率情報と下位確率情報とを取得し、取得した上位確率情報と下位確率情報とを用いて、算術復号に用いる復号確率情報を算出する（Ｓ２２０）。具体的には、シンボル発生確率演算部３０４は、シンボル発生確率階層格納部３０２から階層コンテキスト制御部３０３によって決められたシンボル発生確率を読み出し、算術復号に用いるシンボル発生確率を演算する。なお、シンボル発生確率の演算の詳細は、実施の形態１に係る符号化時のシンボル発生確率の演算（Ｓ１３０）と同様に行う。
【０１４８】
２値算術復号器３０１は、復号確率情報を用いて復号対象信号を算術復号することで、出力２値信号ＯＢＩＮを生成する（Ｓ２３０）。具体的には、２値算術復号器３０１は、シンボル発生確率演算部３０４によって算出されたシンボル発生確率から、Ｈ．２６４規格に示される方法により算術復号を行う。
【０１４９】
階層コンテキスト制御部３０３は、出力２値信号ＯＢＩＮに基づいて、上位確率情報と下位確率情報とを更新する（Ｓ２４０）。具体的には、階層コンテキスト制御部３０３は、２値算術復号器３０１によって生成された出力２値信号ＯＢＩＮに応じて、シンボル発生確率階層格納部３０２に格納される階層化されたコンテキストのシンボル発生確率を更新する。更新の方法については、実施の形態１に係る符号化時の階層化されたシンボル発生確率更新手法（Ｓ１５０）と同様に行う。
【０１５０】
多値化部３０５は、出力２値信号ＯＢＩＮを多値化することで、画像データを復元する（Ｓ２５０）。
【０１５１】
上記の方法をとることにより、符号化効率を向上した符号化信号を復号することが可能になる。
【０１５２】
なお、本発明の実施の形態２に係る算術復号部３００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する画像復号装置に備えられる。図１２は、本発明の実施の形態３に係る画像復号装置４００の構成の一例を示すブロック図である。
【０１５３】
画像復号装置４００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。例えば、画像復号装置４００は、符号化画像データがブロック毎に復号対象信号として入力される。画像復号装置４００は、入力された復号対象信号に、可変長復号、逆量子化及び逆変換を行うことで、画像データを復元する。
【０１５４】
図１２に示すように、画像復号装置４００は、エントロピー復号部４１０と、逆量子化・逆変換部４２０と、加算器４２５と、デブロッキングフィルタ４３０と、メモリ４４０と、イントラ予測部４５０と、動き補償部４６０と、イントラ／インター切換スイッチ４７０とを備える。
【０１５５】
エントロピー復号部４１０は、入力信号（入力ストリーム）を可変長復号することで、量子化係数を復元する。なお、ここで、入力信号（入力ストリーム）は、復号対象信号であり、符号化画像データのブロック毎のデータに相当する。また、エントロピー復号部４１０は、入力信号から動きデータを取得し、取得した動きデータを動き補償部４６０に出力する。
【０１５６】
逆量子化・逆変換部４２０は、エントロピー復号部４１０によって復元された量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。そして、逆量子化・逆変換部４２０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。
【０１５７】
加算器４２５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、復号画像を生成する。
【０１５８】
デブロッキングフィルタ４３０は、生成された復号画像にデブロッキングフィルタ処理を行う。デブロッキングフィルタ処理された復号画像は、復号信号として出力される。
【０１５９】
メモリ４４０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ４４０は、デブロッキングフィルタ処理が施された復号画像を格納する。
【０１６０】
イントラ予測部４５０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部４５０は、加算器４２５によって生成された復号画像における、復号対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。
【０１６１】
動き補償部４６０は、エントロピー復号部４１０から出力された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。
【０１６２】
イントラ／インター切換スイッチ４７０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算器４２５に出力する。
【０１６３】
以上の構成により、本発明の実施の形態２に係る画像復号装置４００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。
【０１６４】
なお、図１２において、本発明の実施の形態２に係る算術復号部３００は、エントロピー復号部４１０が備える。すなわち、算術復号部３００は、入力ストリームＩＳとして、予測符号化が実行された符号化画像データを算術復号及び多値化する。また、信号種別情報ＳＥは、量子化係数の位置、動きデータ、又は、イントラ予測部４５０が用いるイントラ予測方向などを示す情報である。
【０１６５】
以上のように、本発明の実施の形態２に係る画像復号装置及び画像復号方法によれば、復号対象信号の種別に関連付けられているコンテキストが上位コンテキストと下位コンテキストとに階層化されている場合には、上位コンテキストに対応する上位確率情報と下位コンテキストに対応する下位コンテキスト情報とを用いて、算術復号に用いる復号確率情報を算出する。そして、復号対象信号が算術復号された信号である２値信号に基づいて、上位確率情報と下位確率情報との両方を更新する。
【０１６６】
これにより、符号化効率が向上された信号を正しく復号することができる。具体的には、実施の形態１に示したように、上位階層の確率情報による全体的な統計情報と、下位階層の確率情報による詳細な確率情報とを共に考慮した確率情報を符号化確率情報として用いることができるので、符号化効率を高めることができる。つまり、大きな区分に相当する上位確率情報の更新頻度の低下を抑制することができるので、画像データの特徴に適応した算術符号化を実施することができ、符号化効率を高めることができる。また、小さな区分に相当する下位確率情報を用いるので、シンボル発生確率の予測が当たる可能性を高めることができ、符号化効率を高めることができる。このようにして符号化効率が向上された信号を、本発明の実施の形態２に係る画像復号装置及び画像復号方法は、正しく復号することができる。
【０１６７】
（実施の形態３）
上記実施の形態で示した画像符号化方法又は画像復号方法の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
【０１６８】
さらにここで、上記実施の形態で示した画像符号化方法及び画像復号方法の応用例とそれを用いたシステムを説明する。
【０１６９】
図１３は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムｅｘ１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０が設置されている。
【０１７０】
このコンテンツ供給システムｅｘ１００は、インターネットｅｘ１０１にインターネットサービスプロバイダｅｘ１０２及び電話網ｅｘ１０４、及び、基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介して、コンピュータｅｘ１１１、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、携帯電話ｅｘ１１４、ゲーム機ｅｘ１１５などの各機器が接続される。
【０１７１】
しかし、コンテンツ供給システムｅｘ１００は図１３のような構成に限定されず、いずれかの要素を組み合わせて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介さずに、各機器が電話網ｅｘ１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
【０１７２】
カメラｅｘ１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラｅｘ１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ｅｘ１１４は、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）方式、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式、若しくはＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式、ＨＳＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｐａｃｋｅｔ  Ａｃｃｅｓｓ）の携帯電話機、又は、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）等であり、いずれでも構わない。
【０１７３】
コンテンツ供給システムｅｘ１００では、カメラｅｘ１１３等が基地局ｅｘ１０９、電話網ｅｘ１０４を通じてストリーミングサーバｅｘ１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラｅｘ１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記実施の形態で説明したように符号化処理を行い、ストリーミングサーバｅｘ１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバｅｘ１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号することが可能な、コンピュータｅｘ１１１、ＰＤＡｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、携帯電話ｅｘ１１４、ゲーム機ｅｘ１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号処理して再生する。
【０１７４】
なお、撮影したデータの符号化処理はカメラｅｘ１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバｅｘ１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバｅｘ１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラｅｘ１１３に限らず、カメラｅｘ１１６で撮影した静止画像及び／又は動画像データを、コンピュータｅｘ１１１を介してストリーミングサーバｅｘ１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラｅｘ１１６、コンピュータｅｘ１１１、ストリーミングサーバｅｘ１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
【０１７５】
また、これら符号化処理及び復号処理は、一般的にコンピュータｅｘ１１１及び各機器が有するＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）ｅｘ５００において処理する。ＬＳＩｅｘ５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、画像符号化用及び画像復号用のソフトウェアをコンピュータｅｘ１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化処理及び復号処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ｅｘ１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ｅｘ１１４が有するＬＳＩｅｘ５００で符号化処理されたデータである。
【０１７６】
また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は複数のサーバ又は複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。
【０１７７】
以上のようにして、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムｅｘ１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号し、再生することができ、特別な権利又は設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。
【０１７８】
このコンテンツ供給システムを構成する各機器の符号化、復号には上記実施の形態で示した画像符号化方法あるいは画像復号方法を用いるようにすればよい。
【０１７９】
その一例として携帯電話ｅｘ１１４について説明する。
【０１８０】
図１４は、上記実施の形態で説明した画像符号化方法と画像復号方法を用いた携帯電話ｅｘ１１４を示す図である。携帯電話ｅｘ１１４は、基地局ｅｘ１１０との間で電波を送受信するためのアンテナｅｘ６０１、ＣＣＤカメラ等の映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ｅｘ６０３、カメラ部ｅｘ６０３で撮影した映像、アンテナｅｘ６０１で受信した映像等が復号されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ｅｘ６０２、操作キーｅｘ６０４群から構成される本体部、音声出力をするためのスピーカ等の音声出力部ｅｘ６０８、音声入力をするためのマイク等の音声入力部ｅｘ６０５、撮影した動画若しくは静止画のデータ、受信したメールのデータ、動画のデータ若しくは静止画のデータ等、符号化されたデータ又は復号されたデータを保存するための記録メディアｅｘ６０７、携帯電話ｅｘ１１４に記録メディアｅｘ６０７を装着可能とするためのスロット部ｅｘ６０６を有している。記録メディアｅｘ６０７はＳＤカード等のプラスチックケース内に電気的に書換え及び消去が可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭの一種であるフラッシュメモリ素子を格納したものである。
【０１８１】
さらに、携帯電話ｅｘ１１４について図１５を用いて説明する。携帯電話ｅｘ１１４は表示部ｅｘ６０２及び操作キーｅｘ６０４を備えた本体部の各部を統括的に制御するようになされた主制御部ｅｘ７１１に対して、電源回路部ｅｘ７１０、操作入力制御部ｅｘ７０４、画像符号化部ｅｘ７１２、カメラインターフェース部ｅｘ７０３、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）制御部ｅｘ７０２、画像復号部ｅｘ７０９、多重分離部ｅｘ７０８、記録再生部ｅｘ７０７、変復調回路部ｅｘ７０６及び音声処理部ｅｘ７０５が同期バスｅｘ７１３を介して互いに接続されている。
【０１８２】
電源回路部ｅｘ７１０は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することによりカメラ付デジタル携帯電話ｅｘ１１４を動作可能な状態に起動する。
【０１８３】
携帯電話ｅｘ１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等でなる主制御部ｅｘ７１１の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ｅｘ６０５で集音した音声信号を音声処理部ｅｘ７０５によってデジタル音声データに変換し、これを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ｅｘ７０１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ６０１を介して送信する。また携帯電話ｅｘ１１４は、音声通話モード時にアンテナｅｘ６０１で受信した受信データを増幅して周波数変換処理及びアナログデジタル変換処理を施し、変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム逆拡散処理し、音声処理部ｅｘ７０５によってアナログ音声データに変換した後、音声出力部ｅｘ６０８を介してこれを出力する。
【０１８４】
さらに、データ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キーｅｘ６０４の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ｅｘ７０４を介して主制御部ｅｘ７１１に送出される。主制御部ｅｘ７１１は、テキストデータを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ｅｘ７０１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ６０１を介して基地局ｅｘ１１０へ送信する。
【０１８５】
データ通信モード時に画像データを送信する場合、カメラ部ｅｘ６０３で撮像された画像データを、カメラインターフェース部ｅｘ７０３を介して画像符号化部ｅｘ７１２に供給する。また、画像データを送信しない場合には、カメラ部ｅｘ６０３で撮像した画像データをカメラインターフェース部ｅｘ７０３及びＬＣＤ制御部ｅｘ７０２を介して表示部ｅｘ６０２に直接表示することも可能である。
【０１８６】
画像符号化部ｅｘ７１２は、本願発明で説明した画像符号化装置を備えた構成であり、カメラ部ｅｘ６０３から供給された画像データを上記実施の形態で示した画像符号化装置に用いた符号化方法によって圧縮符号化することにより符号化画像データに変換し、これを多重分離部ｅｘ７０８に送出する。また、このとき同時に携帯電話ｅｘ１１４は、カメラ部ｅｘ６０３で撮像中に音声入力部ｅｘ６０５で集音した音声を、音声処理部ｅｘ７０５を介してデジタルの音声データとして多重分離部ｅｘ７０８に送出する。
【０１８７】
多重分離部ｅｘ７０８は、画像符号化部ｅｘ７１２から供給された符号化画像データと音声処理部ｅｘ７０５から供給された音声データとを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム拡散処理し、送受信回路部ｅｘ７０１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ６０１を介して送信する。
【０１８８】
データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、アンテナｅｘ６０１を介して基地局ｅｘ１１０から受信した受信データを変復調回路部ｅｘ７０６でスペクトラム逆拡散処理し、その結果得られる多重化データを多重分離部ｅｘ７０８に送出する。
【０１８９】
また、アンテナｅｘ６０１を介して受信された多重化データを復号するには、多重分離部ｅｘ７０８は、多重化データを分離することにより画像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスｅｘ７１３を介して当該符号化画像データを画像復号部ｅｘ７０９に供給すると共に当該音声データを音声処理部ｅｘ７０５に供給する。
【０１９０】
次に、画像復号部ｅｘ７０９は、本願で説明した画像復号装置を備えた構成であり、画像データのビットストリームを上記実施の形態で示した符号化方法に対応した復号方法で復号することにより再生動画像データを生成し、これを、ＬＣＤ制御部ｅｘ７０２を介して表示部ｅｘ６０２に供給し、これにより、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる動画データが表示される。このとき同時に音声処理部ｅｘ７０５は、音声データをアナログ音声データに変換した後、これを音声出力部ｅｘ６０８に供給し、これにより、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる音声データが再生される。
【０１９１】
なお、上記システムの例に限られず、最近は衛星、地上波によるデジタル放送が話題となっており、図１６に示すようにデジタル放送用システムにも上記実施の形態の少なくとも画像符号化装置又は画像復号装置を組み込むことができる。具体的には、放送局ｅｘ２０１では音声データ、映像データ又はそれらのデータが多重化されたビットストリームが電波を介して通信又は放送衛星ｅｘ２０２に伝送される。これを受けた放送衛星ｅｘ２０２は、放送用の電波を発信し、衛星放送受信設備をもつ家庭のアンテナｅｘ２０４はこの電波を受信し、テレビ（受信機）ｅｘ３００又はセットトップボックス（ＳＴＢ）ｅｘ２１７などの装置はビットストリームを復号してこれを再生する。また、記録媒体であるＣＤ及びＤＶＤ等の記録メディアｅｘ２１５、ｅｘ２１６に記録した画像データと、音声データが多重化されたビットストリームを読み取り、復号するリーダ／レコーダｅｘ２１８にも上記実施の形態で示した画像復号装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタｅｘ２１９に表示される。また、ケーブルテレビ用のケーブルｅｘ２０３又は衛星／地上波放送のアンテナｅｘ２０４に接続されたセットトップボックスｅｘ２１７内に画像復号装置を実装し、これをテレビのモニタｅｘ２１９で再生する構成も考えられる。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に画像復号装置を組み込んでも良い。また、アンテナｅｘ２０５を有する車ｅｘ２１０で、衛星ｅｘ２０２又は基地局等から信号を受信し、車ｅｘ２１０が有するカーナビゲーションｅｘ２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。
【０１９２】
また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアｅｘ２１５に記録した音声データ、映像データ又はそれらのデータが多重化された符号化ビットストリームを読み取り復号する、又は、記録メディアｅｘ２１５に、音声データ、映像データ又はそれらのデータを符号化し、多重化データとして記録するリーダ／レコーダｅｘ２１８にも上記実施の形態で示した画像復号装置又は画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタｅｘ２１９に表示される。また、符号化ビットストリームが記録された記録メディアｅｘ２１５により、他の装置及びシステム等は、映像信号を再生することができる。例えば、他の再生装置ｅｘ２１２は、符号化ビットストリームがコピーされた記録メディアｅｘ２１４を用いて、モニタｅｘ２１３に映像信号を再生することができる。
【０１９３】
また、ケーブルテレビ用のケーブルｅｘ２０３又は衛星／地上波放送のアンテナｅｘ２０４に接続されたセットトップボックスｅｘ２１７内に画像復号装置を実装し、これをテレビのモニタｅｘ２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に画像復号装置を組み込んでもよい。
【０１９４】
図１７は、上記実施の形態で説明した画像復号方法及び画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ｅｘ３００を示す図である。テレビｅｘ３００は、上記放送を受信するアンテナｅｘ２０４又はケーブルｅｘ２０３等を介して映像情報のビットストリームを取得、又は、出力するチューナｅｘ３０１と、受信した符号化データを復調する、又は、生成された符号化データを外部に送信するために変調する変調／復調部ｅｘ３０２と、復調した映像データと音声データとを分離する、又は、符号化された映像データと音声データとを多重化する多重／分離部ｅｘ３０３を備える。また、テレビｅｘ３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号する、又は、それぞれの情報を符号化する音声信号処理部ｅｘ３０４、映像信号処理部ｅｘ３０５を有する信号処理部ｅｘ３０６と、復号された音声信号を出力するスピーカｅｘ３０７、復号された映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ｅｘ３０８を有する出力部ｅｘ３０９とを有する。さらに、テレビｅｘ３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ｅｘ３１２等を有するインターフェース部ｅｘ３１７を有する。さらに、テレビｅｘ３００は、各部を統括的に制御する制御部ｅｘ３１０、各部に電力を供給する電源回路部ｅｘ３１１を有する。インターフェース部ｅｘ３１７は、操作入力部ｅｘ３１２以外に、リーダ／レコーダｅｘ２１８等の外部機器と接続されるブリッジｅｘ３１３、ＳＤカード等の記録メディアｅｘ２１６を装着可能とするためのスロット部ｅｘ３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバｅｘ３１５、電話網と接続するモデムｅｘ３１６等を有していてもよい。なお記録メディアｅｘ２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビｅｘ３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。
【０１９５】
まず、テレビｅｘ３００がアンテナｅｘ２０４等により外部から取得したデータを復号し、再生する構成について説明する。テレビｅｘ３００は、リモートコントローラｅｘ２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ｅｘ３１０の制御に基づいて、変調／復調部ｅｘ３０２で復調した映像データ、音声データを多重／分離部ｅｘ３０３で分離する。さらにテレビｅｘ３００は、分離した音声データを音声信号処理部ｅｘ３０４で復号し、分離した映像データを映像信号処理部ｅｘ３０５で上記実施の形態で説明した復号方法を用いて復号する。復号した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ｅｘ３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファｅｘ３１８、ｅｘ３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビｅｘ３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアｅｘ２１５、ｅｘ２１６から符号化された符号化ビットストリームを読み出してもよい。次に、テレビｅｘ３００が音声信号及び映像信号を符号化し、外部に送信又は記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビｅｘ３００は、リモートコントローラｅｘ２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ｅｘ３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ｅｘ３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ｅｘ３０５で映像信号を上記実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ｅｘ３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファｅｘ３２０、ｅｘ３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファｅｘ３１８〜ｅｘ３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、一つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ｅｘ３０２と多重／分離部ｅｘ３０３との間等でもシステムのオーバフロー及びアンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。
【０１９６】
また、テレビｅｘ３００は、放送及び記録メディア等から音声データ及び映像データを取得する以外に、マイク及びカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビｅｘ３００は、上記の符号化処理、多重化、及び、外部出力ができる構成として説明したが、これらのすべての処理を行うことはできず、上記受信、復号処理、及び、外部出力のうちいずれかのみが可能な構成であってもよい。
【０１９７】
また、リーダ／レコーダｅｘ２１８で記録メディアから符号化ビットストリームを読み出す、又は、書き込む場合には、上記復号処理又は符号化処理はテレビｅｘ３００及びリーダ／レコーダｅｘ２１８のうちいずれかで行ってもよいし、テレビｅｘ３００とリーダ／レコーダｅｘ２１８とが互いに分担して行ってもよい。
【０１９８】
一例として、光ディスクからデータの読み込み又は書き込みをする場合の情報再生／記録部ｅｘ４００の構成を図１８に示す。情報再生／記録部ｅｘ４００は、以下に説明する要素ｅｘ４０１〜ｅｘ４０７を備える。光ヘッドｅｘ４０１は、光ディスクである記録メディアｅｘ２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアｅｘ２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ｅｘ４０２は、光ヘッドｅｘ４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ｅｘ４０３は、光ヘッドｅｘ４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアｅｘ２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファｅｘ４０４は、記録メディアｅｘ２１５に記録するための情報及び記録メディアｅｘ２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータｅｘ４０５は記録メディアｅｘ２１５を回転させる。サーボ制御部ｅｘ４０６は、ディスクモータｅｘ４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドｅｘ４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ｅｘ４０７は、情報再生／記録部ｅｘ４００全体の制御を行う。上記の読み出し及び書き込みの処理は、システム制御部ｅｘ４０７が、バッファｅｘ４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成及び追加を行うと共に、変調記録部ｅｘ４０２、再生復調部ｅｘ４０３及びサーボ制御部ｅｘ４０６を協調動作させながら、光ヘッドｅｘ４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ｅｘ４０７は、例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
【０１９９】
以上では、光ヘッドｅｘ４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。
【０２００】
図１９に光ディスクである記録メディアｅｘ２１５の模式図を示す。記録メディアｅｘ２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックｅｘ２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックｅｘ２３１の位置を特定するための情報を含み、記録及び再生を行う装置は、情報トラックｅｘ２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアｅｘ２１５は、データ記録領域ｅｘ２３３、内周領域ｅｘ２３２、外周領域ｅｘ２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ｅｘ２３３であり、データ記録領域ｅｘ２３３の内周又は外周に配置されている内周領域ｅｘ２３２と外周領域ｅｘ２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ｅｘ４００は、このような記録メディアｅｘ２１５のデータ記録領域ｅｘ２３３に対して、符号化された音声データ、映像データ又はそれらのデータを多重化した符号化データの読み書きを行う。
【０２０１】
以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりするなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。
【０２０２】
また、デジタル放送用システムｅｘ２００において、アンテナｅｘ２０５を有する車ｅｘ２１０で衛星ｅｘ２０２等からデータを受信し、車ｅｘ２１０が有するカーナビゲーションｅｘ２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションｅｘ２１１の構成は例えば図１７に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータｅｘ１１１及び携帯電話ｅｘ１１４等でも考えられる。また、上記携帯電話ｅｘ１１４等の端末は、テレビｅｘ３００と同様に、符号化器及び復号器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。
【０２０３】
このように、上記実施の形態で示した画像符号化方法あるいは画像復号方法を上述したいずれの機器及びシステムに用いることは可能であり、そうすることで、上記実施の形態で説明した効果を得ることができる。
【０２０４】
また、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
【０２０５】
（実施の形態４）
上記各実施の形態で示した画像符号化方法及び装置、画像復号方法及び装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図２０に１チップ化されたＬＳＩｅｘ５００の構成を示す。ＬＳＩｅｘ５００は、以下に説明する要素ｅｘ５０１〜ｅｘ５０９を備え、各要素はバスｅｘ５１０を介して接続している。電源回路部ｅｘ５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
【０２０６】
例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩｅｘ５００は、ＣＰＵｅｘ５０２、メモリコントローラｅｘ５０３及びストリームコントローラｅｘ５０４等を有する制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、ＡＶ  Ｉ／Ｏｅｘ５０９によりマイクｅｘ１１７及びカメラｅｘ１１３等からＡＶ信号の入力を受け付ける。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリｅｘ５１１に蓄積される。制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは、処理量及び処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ、信号処理部ｅｘ５０７に送られる。信号処理部ｅｘ５０７は、音声信号の符号化及び／又は映像信号の符号化を行う。ここで映像信号の符号化処理は、上記実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ｅｘ５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏｅｘ５０６から外部に出力する。この出力されたビットストリームは、基地局ｅｘ１０７に向けて送信されたり、又は、記録メディアｅｘ２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファｅｘ５０８にデータを蓄積するとよい。
【０２０７】
また、例えば復号処理を行う場合には、ＬＳＩｅｘ５００は、制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、ストリームＩ／Ｏｅｘ５０６によって基地局ｅｘ１０７を介して得た符号化データ、又は、記録メディアｅｘ２１５から読み出して得た符号化データを一旦メモリｅｘ５１１等に蓄積する。制御部ｅｘ５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは、処理量及び処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ｅｘ５０７に送られる。信号処理部ｅｘ５０７は、音声データの復号及び／又は映像データの復号を行う。ここで映像信号の復号処理は、上記実施の形態で説明した復号処理である。さらに、場合により復号された音声信号と復号された映像信号を同期して再生できるようそれぞれの信号を一旦バッファｅｘ５０８等に蓄積するとよい。復号された出力信号は、メモリｅｘ５１１等を適宜介しながら、携帯電話ｅｘ１１４、ゲーム機ｅｘ１１５及びテレビｅｘ３００等の各出力部から出力される。
【０２０８】
なお、上記では、メモリｅｘ５１１がＬＳＩｅｘ５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩｅｘ５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファｅｘ５０８も一つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩｅｘ５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
【０２０９】
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０２１０】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０２１１】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０２１２】
以上、本発明に係る画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置及び画像復号装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０２１３】
本発明に係る画像符号化方法及び画像復号方法は、さまざまな用途に利用可能であり、例えば、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の高解像度の情報表示機器や撮像機器に利用可能である。
【符号の説明】
【０２１４】
１０、１００  算術符号化部
１１、１０１  ２値化部
１２  シンボル発生確率格納部
１３  コンテキスト制御部
１４、１０５  ２値算術符号化器
１０２  シンボル発生確率階層格納部
１０３  階層コンテキスト制御部
１０４  シンボル発生確率演算部
２００  画像符号化装置
２０５  減算器
２１０  変換・量子化部
２２０  エントロピー符号化部
２３０、４２０  逆量子化・逆変換部
２３５、４２５  加算器
２４０、４３０  デブロッキングフィルタ
２５０、４４０  メモリ
２６０、４５０  イントラ予測部
２７０  動き検出部
２８０、４６０  動き補償部
２９０、４７０  イントラ／インター切換スイッチ
３００  算術復号部
３０１  ２値算術復号器
３０２  シンボル発生確率階層格納部
３０３  階層コンテキスト制御部
３０４  シンボル発生確率演算部
３０５  多値化部
４００  画像復号装置
４１０  エントロピー復号部
ｅｘ１００  コンテンツ供給システム
ｅｘ１０１  インターネット
ｅｘ１０２  インターネットサービスプロバイダ
ｅｘ１０３  ストリーミングサーバ
ｅｘ１０４  電話網
ｅｘ１０６、ｅｘ１０７、ｅｘ１０８、ｅｘ１０９、ｅｘ１１０  基地局
ｅｘ１１１  コンピュータ
ｅｘ１１２  ＰＤＡ
ｅｘ１１３、ｅｘ１１６  カメラ
ｅｘ１１４  カメラ付デジタル携帯電話（携帯電話）
ｅｘ１１５  ゲーム機
ｅｘ１１７  マイク
ｅｘ２００  デジタル放送用システム
ｅｘ２０１  放送局
ｅｘ２０２  放送衛星（衛星）
ｅｘ２０３  ケーブル
ｅｘ２０４、ｅｘ２０５、ｅｘ６０１  アンテナ
ｅｘ２１０  車
ｅｘ２１１  カーナビゲーション（カーナビ）
ｅｘ２１２  再生装置
ｅｘ２１３、ｅｘ２１９  モニタ
ｅｘ２１４、ｅｘ２１５、ｅｘ２１６、ｅｘ６０７  記録メディア
ｅｘ２１７  セットトップボックス（ＳＴＢ）
ｅｘ２１８  リーダ／レコーダ
ｅｘ２２０  リモートコントローラ
ｅｘ２３０  情報トラック
ｅｘ２３１  記録ブロック
ｅｘ２３２  内周領域
ｅｘ２３３  データ記録領域
ｅｘ２３４  外周領域
ｅｘ３００  テレビ
ｅｘ３０１  チューナ
ｅｘ３０２  変調／復調部
ｅｘ３０３  多重／分離部
ｅｘ３０４  音声信号処理部
ｅｘ３０５  映像信号処理部
ｅｘ３０６、ｅｘ５０７  信号処理部
ｅｘ３０７  スピーカ
ｅｘ３０８、ｅｘ６０２  表示部
ｅｘ３０９  出力部
ｅｘ３１０、ｅｘ５０１  制御部
ｅｘ３１１、ｅｘ５０５、ｅｘ７１０  電源回路部
ｅｘ３１２  操作入力部
ｅｘ３１３  ブリッジ
ｅｘ３１４、ｅｘ６０６  スロット部
ｅｘ３１５  ドライバ
ｅｘ３１６  モデム
ｅｘ３１７  インターフェース部
ｅｘ３１８、ｅｘ３１９、ｅｘ３２０、ｅｘ３２１、ｅｘ４０４、ｅｘ５０８  バッファ
ｅｘ４００  情報再生／記録部
ｅｘ４０１  光ヘッド
ｅｘ４０２  変調記録部
ｅｘ４０３  再生復調部
ｅｘ４０５  ディスクモータ
ｅｘ４０６  サーボ制御部
ｅｘ４０７  システム制御部
ｅｘ５００  ＬＳＩ
ｅｘ５０２  ＣＰＵ
ｅｘ５０３  メモリコントローラ
ｅｘ５０４  ストリームコントローラ
ｅｘ５０６  ストリームＩ／Ｏ
ｅｘ５０９  ＡＶ  Ｉ／Ｏ
ｅｘ５１０  バス
ｅｘ６０３  カメラ部
ｅｘ６０４  操作キー
ｅｘ６０５  音声入力部
ｅｘ６０８  音声出力部
ｅｘ７０１  送受信回路部
ｅｘ７０２  ＬＣＤ制御部
ｅｘ７０３  カメラインターフェース部（カメラＩ／Ｆ部）
ｅｘ７０４  操作入力制御部
ｅｘ７０５  音声処理部
ｅｘ７０６  変復調回路部
ｅｘ７０７  記録再生部
ｅｘ７０８  多重分離部
ｅｘ７０９  画像復号部
ｅｘ７１１  主制御部
ｅｘ７１２  画像符号化部
ｅｘ７１３  同期バス
【図１】
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【図２】
2011052234.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011052234.tif 000012
【図１１】
2011052234.tif 000013
【図１２】
2011052234.tif 000014
【図１３】
2011052234.tif 000015
【図１４】
2011052234.tif 000016
【図１５】
2011052234.tif 000017
【図１６】
2011052234.tif 000018
【図１７】
2011052234.tif 000019
【図１８】
2011052234.tif 000020
【図１９】
2011052234.tif 000021
【図２０】
2011052234.tif 000022
【図２１】
2011052234.tif 000023
【図２２】
2011052234.tif 000024
【国際調査報告】
2011052234.tif 000025
2011052234.tif 000026
2011052234.tif 000027
2011052234.tif 000028